粉體加工設(shè)備潤(rùn)滑與軸向密封設(shè)計(jì)改造

【摘 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)材料多樣化、多功能化的趨勢(shì)，許多新型材料制品或其原料都向超微化、多功能化方向發(fā)展。粉體加工設(shè)備是主要用于解決工業(yè)生產(chǎn)過程中諸多以物理變化為主的粉（粒）狀物料單元操作問題，粉體工程（技術(shù)）是過程工業(yè)重要的支撐技術(shù)之一。

【關(guān)鍵詞】粉體加工設(shè)備；潤(rùn)滑；軸向密封

隨著現(xiàn)代工業(yè)材料多樣化、多功能化的趨勢(shì)，許多新型材料制品或其原料都向超微化、多功能化方向發(fā)展，從微米級(jí)到亞微米級(jí)粉體的制造和應(yīng)用日益受到人們的重視。現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)要求粉體材料應(yīng)具有極細(xì)的粒徑、極高的純度、嚴(yán)格的粒度分布、一定的晶形。

那么怎樣獲得符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求的粉體材料就成為當(dāng)下一門課題。目前通常采用的有化學(xué)法生產(chǎn)或物理法加工兩種途徑。而引用空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械學(xué)、超微粉體學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的粉體加工設(shè)備，主要用于解決工業(yè)生產(chǎn)過程中諸多以物理變化為主的粉（粒）狀物料單元操作問題的裝置，粉體工程（技術(shù)）是過程工業(yè)重要的支撐技術(shù)之一。粉體加工設(shè)備自誕到本世紀(jì)初進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，這一時(shí)期由于大多以引進(jìn)國外先進(jìn)工裝粉體設(shè)備為主，粉體設(shè)備行業(yè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)計(jì)人員投入不足，引進(jìn)技術(shù)后企業(yè)大多簡(jiǎn)單引用或隨機(jī)放大，造成系列化產(chǎn)品存在較多缺陷等技術(shù)問題突出。

任何一臺(tái)設(shè)備都是有機(jī)座部分、工作部分、傳動(dòng)部分、控制部分構(gòu)成的。機(jī)座部分是設(shè)備的基礎(chǔ)、工作部分是設(shè)備的關(guān)鍵、傳動(dòng)部分是設(shè)備的核心、控制部分是設(shè)備的大腦，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題都會(huì)影響設(shè)備的正常使用。本文根據(jù)我公司購進(jìn)的一臺(tái)中型粉碎分級(jí)一體機(jī)（總裝機(jī)功率128kW）存在的潤(rùn)滑與軸向密封問題以及經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)、改造完成后達(dá)到的效果展開論述。

1 改造前的設(shè)備潤(rùn)滑與密封構(gòu)造

本機(jī)自2011年9月份購進(jìn)安裝調(diào)試好后，正常使用了2個(gè)月多的時(shí)間。頂部安裝的分級(jí)機(jī)軸承即出現(xiàn)故障，在維修過程中發(fā)現(xiàn)軸承油封內(nèi)充滿了被加工的粉體，潤(rùn)滑脂早已處于干焦的狀態(tài)。維修更換軸承后本機(jī)累計(jì)使用到3個(gè)多月時(shí)間時(shí)，底部安裝的粉碎盤轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)軸承又因同樣的原因造成損壞。兩次維修均因設(shè)備復(fù)雜、笨重，拆卸工作量大而費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

原廠設(shè)計(jì)的傳動(dòng)（頂部分級(jí)機(jī)軸及底部粉碎磨盤軸）軸承潤(rùn)滑與密封與粉體過流接觸段均采用較為簡(jiǎn)單密封結(jié)構(gòu)——一個(gè)骨架油封。骨架油封的安裝唇口向內(nèi)，只能防止到內(nèi)部的潤(rùn)滑油不向外泄了，起的防止?jié)櫥┏鑫廴井a(chǎn)品的作用；但是在設(shè)備運(yùn)行時(shí)粉體由外向內(nèi)不斷滲漏的問題卻沒有任何防范裝置設(shè)計(jì)；另外本機(jī)設(shè)計(jì)完全沒有考慮軸承潤(rùn)滑脂補(bǔ)充的問題，要知道設(shè)備在運(yùn)行過程中由于粉體與機(jī)體磨件的摩擦粉碎了物料，同時(shí)機(jī)械能有部分轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)內(nèi)有較高的溫度，軸承潤(rùn)滑脂容易老化。經(jīng)過以上分析我認(rèn)為是這幾點(diǎn)問題的存在，導(dǎo)致了本機(jī)開機(jī)后發(fā)生的軸承壽命短故障現(xiàn)象。

2 改造后的設(shè)備潤(rùn)滑與密封構(gòu)造及達(dá)到的效果

1.軸頭壓蓋；2.迷宮密封靜環(huán)（軸承蓋封蓋）；3.防塵圈；

4.迷宮密封動(dòng)環(huán)；5.軸承；6.加油嘴

經(jīng)過查詢相關(guān)設(shè)計(jì)資料，后續(xù)對(duì)本機(jī)的潤(rùn)滑及密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，2012年4月組織實(shí)施完成至今，設(shè)備一直處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，取得了良好的效果。

改進(jìn)設(shè)計(jì)主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行的。一方面解決了潤(rùn)滑脂及時(shí)補(bǔ)給的問題；另一方面解決了傳動(dòng)軸軸向密封的問題。如圖1所示，增加設(shè)計(jì)了5、6兩項(xiàng)，完成了潤(rùn)滑脂補(bǔ)給問題的改進(jìn)；增加了1、2、3、4四個(gè)零部件，采用迷宮密封與接觸式密封（使用防塵圈隔塵）相結(jié)合的方法，徹底解決了設(shè)備運(yùn)行時(shí)粉塵沿軸向滲漏入軸承的軸向密封問題。

設(shè)計(jì)增加了加油嘴5，與加油槽6保證在設(shè)備累計(jì)運(yùn)行72小時(shí)以上時(shí)及時(shí)補(bǔ)給潤(rùn)滑脂，使得軸承始終保持有良好的潤(rùn)滑。在設(shè)備管理上，要求每年對(duì)該設(shè)備檢修一次，徹底清理軸承座內(nèi)集留的潤(rùn)滑脂，并對(duì)軸承使用情況檢查。

通過設(shè)計(jì)增加迷宮密封動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)2兩個(gè)零件，設(shè)備在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)環(huán)4隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)外緣與靜環(huán)2形成了迷宮密封的第一級(jí)密封室；靜環(huán)2的邊緣與動(dòng)環(huán)中心凸緣形成第二級(jí)密封室。設(shè)備工作時(shí)冷氣流受設(shè)備后工序引風(fēng)機(jī)的作用，沿圖中箭頭方向進(jìn)入第一級(jí)密封室，形成高速旋轉(zhuǎn)的渦流，沿動(dòng)環(huán)4側(cè)緣的矩形齒縫旋轉(zhuǎn)上升流出；第二級(jí)密封室又防止了機(jī)體外界氣流帶入的灰塵進(jìn)入軸承座的可能性。另外再加上接觸式密封使用了防塵圈3設(shè)計(jì)，使得該密封系統(tǒng)趨于完美；原使用的油封設(shè)計(jì)防止內(nèi)部潤(rùn)滑脂外泄繼續(xù)采用。

因增加了迷宮密封設(shè)計(jì)，軸向尺寸有所變動(dòng)，在不更換傳動(dòng)軸的前提下，本設(shè)計(jì)改用了軸端蓋設(shè)計(jì)，在軸頭加工兩個(gè)螺紋孔，用螺栓壓緊。另外螺栓頭采用點(diǎn)焊方式防松脫，在檢修時(shí)根據(jù)需要可以使用打磨機(jī)將焊點(diǎn)磨開。經(jīng)過檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)改動(dòng)與原來的雙螺母固定在使用上沒有任何區(qū)別。

本文提供的軸向密封設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過近兩年的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，是符合該機(jī)型密封要求的、行之有效的。在該方案推廣或借鑒使用時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)機(jī)型的具體實(shí)際對(duì)迷宮密封設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則可能難以達(dá)到預(yù)期的要求。

總之，粉體工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)之一，將是21世紀(jì)具有強(qiáng)大生命力的工業(yè)。順應(yīng)世界各國超細(xì)粉碎技術(shù)研究正處于活躍階段的潮流，抓緊提高我國粉體加工設(shè)備行業(yè)的設(shè)計(jì)能力，必將是今后粉體加工設(shè)備研發(fā)技術(shù)的工作重心。粉體加工設(shè)備逐步向大型化、系列化、成套化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，這樣才有能力滿足日后我國在新材料、化工、日化、保健、軍工、電子、航天、醫(yī)藥等領(lǐng)域內(nèi)對(duì)粉體材料加工提出的更高的發(fā)展要求。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：湯靜]